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OUw - Ökosysteme/Umweltfaktor: Wasser
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Umwelt . Gasteinertal

Wasserchemie I

Fließgewässer

Fließgewässer dienen als Kanalisationssystem der Landschaft und haben die Aufgabe, organisches und anorganisches Material zu transportieren und dieses am Transportweg ver- und umzuarbeiten. Der Selbstreinigungskraft der Fließgewässer kommt eine große Bedeutung zu, weil jahreszeitlich bedingt den Gewässern auch sehr viel organische Substanz (Laubfall im Herbst) zugeführt wird. Die große Reaktionsfähigkeit der Fließgewässer auf derartige Ereignisse wird durch das Zusammenwirken vieler sich biologisch unterschiedlich verhaltender Tierarten (Insekten, Bakterien und niedere Pilze) erreicht. Um diese in einem begrenzten Raum zu halten, müssen viele, klein strukturierte Bezirke mit unterschiedlichsten Umweltbedingungen, sogenannten "Habitaten" vorhanden sein. Dabei werden z. B. erst umgrenzte Flächen überschwemmt um dann wieder trocken zu liegen, was jeweils veränderte Artenbesiedlung bewirkt. So sterben periodisch alte Habitate um neuen Platz zu machen.
Prof. Dr. Gernot BRETSCHKO schreibt (gekürzt): Am Schicksal eines in den Bach gefallenen dürren Blattes lässt sich dieses Geschehen gut verfolgen: Das Blatt wird sich zuerst mit Wasser vollsaugen, wobei viele energiereiche, organische Verbindungen (Stärke, Zucker, Proteine usw.) in Lösung gehen. Zurück bleiben die vorwiegend aus Zellulose bestehenden Wände der Blattzellen. Niedere Pilze und Bakterien können derartige Substanzen abbauen und machen so die in der Zellulose enthaltene Energie für andere Tiere verfügbar. Für die Mikroben ist es jedoch schwierig und langwierig, in ein unversehrtes Blatt einzudringen. Dieser Prozess wird von sogenannten Schreddern (z.B. Insekten) erleichtert und beschleunigt, indem diese von Blättern Stücke ab- oder herausbeißen. Es sind die Larven der Köcherfliegen, Steinfliegen und Schnaken. Da die Mikrobendichte am "zerschredderten" Blatt mit der Zeit immer größer wird, bevorzugen die Schredder die ältesten Blätter, die sie finden können. Die von Mikroben besiedelten kleinen und kleinsten Blattstückchen sind weiter die Nahrung der Filtrierer (verschiedene Larven von Köcherfliegen und Eintagsfliegen, Kriebelmückenlarven und Muscheln) und der Sammler und Kratzer, die ihre Nahrung vom Boden aufnehmen (Larven der Eintagsfliegen, Steinfliegen, Zuckmücken, Schnaken sowie Kleinkrebse und Würmer). Während dieses Prozesses nimmt die organische Substanz ständig ab. Allerdings wird dabei nur ein kleiner Teil des aufbereiteten Blattes an Ort und Stelle verbraucht; ein großer Teil wird stromabwärts transportiert und dient so einer geographisch oft sehr weit entfernten Biozönose als Nahrungsgrundlage.

Retentionsmechanismen naturbelassener Bäche

Die Entdeckung, dass sich Bachtiere nicht nur an der Sedimentoberfläche aufhalten (Oberflächentiere), sondern auch in die Sedimente eindringen (Grundtiere) erklärt die riesige Artenvielfalt in den Bächen. Die Mächtigkeit derartiger Bettsedimente kann mehrere Meter betragen in deren Lückenraumsystem unzählige Bachtiere leben können - bis zu 100.000 Tiere, die größer als 0,1 mm sind. Kleinere Tiere sind noch häufiger und Mikroben schier unzählbar. Gemeinsam mit ihren Ausscheidungsprodukten bilden diese einen "Biofilm", was einem riesigen Nahrungsreservoir entspricht.
Um aber den Biofilm in den Bettsedimenten aufzubauen und zu erhalten, muss die von außen eingebrachte organische Substanz an der Sedimentoberfläche durch die oben geschilderten biologischen Prozesse aufbereitet werden. Diese Vorgänge dauern wesentlich länger, als es die Transportleistung des fließenden Wassers erlauben würde. Für die nötige Verlängerung der Aufenthaltsdauer der organischen Substanz sorgen daher sogenannte Retentionsmechanismen, wie Prof. Dr. Gernot Bretschko schreibt, und weiter: Am bedeutendsten sind die großen Strömungshindernisse, wie etwa in den Bachkanal gestürzte oder angeschwemmte Bäume. An diesen Großstrukturen verfangen sich für längere Zeit treibende Blätter und andere kleine Pflanzenteile und fördern so die Bildung neuer Habitate. Andere Retentionsmechanismen sind Uferstrukturen, Kolke und nur periodisch überflutete Bachbereiche: Sind sie trocken, ist ihre Retention groß, und sie sammeln organisches Material, das sie bei der nächsten Überströmung an die ständig überfluteten Bereiche abgeben.
Das so als "unordentlich" fehlverstandene Erscheinungsbild eines naturbelassenen Baches - einmal fließt er hier, einmal dort, überall Ansammlungen verrottender Blätter, umgestürzte Bäume, wild verstreute Wurzelstöcke usw. entpuppt sich als Grundlage wohlgeordneter und feinst aufeinander abgestimmter Funktionsabläufe. Wird der Bach aber zur "Ordnung" gerufen und in eine Bahn gezwängt, wird er zum simplen Transportvehikel degradiert - ohne Bildung von Habitaten mit Verlust der Artenvielfalt und der so wichtigen Selbstreinigungskraft.

Gasteiner Ache, Baumstamm Kötschachbach, Baumstamm Kötschachbach, Baumstamm Gasteiner Ache, Baumstamm Anlaufbach, Auwald
- Retentionsmechanismen - Bildgalerie - Habitatbildung
Wasserchemie

Die chemisch-physikalischen Parameter Temperatur, Sauerstoffgehalt, Leitfähigkeit etc. sind von der Tageszeit und der Witterung abhängig und daher nur Momentaufnahmen der Gewässer.
Der Sauerstoffgehalt des Wassers sollte möglichst hoch sein, also nahe der Sättigungsgrenze liegen. Faktoren, die den Sauerstoffgehalt des Wassers bestimmen, sind Temperatur und Luftdruck. Bei hohem Luftdruck und niedrigen Wassertemperaturen ist im Wasser mehr Sauerstoff gelöst als bei hohen Temperaturen und niedrigem Druck. Die Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff erfolgt über die Wasseroberfläche (je turbulenter ein Gewässer ist, desto mehr Sauerstoff gelangt ins Wasser) - ein weiterer Teil stammt von Pflanzen, und zwar nicht nur von großen Unterwasserpflanzen, sondern auch von winzig kleinen, oft einzelligen Algen
Der Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) beschreibt jene Sauerstoffmenge (mg/l), die für den Abbau der im Wasser enthaltenen organischen Substanzen erforderlich ist (Sauerstoffverbrauch der im Wasser lebenden Mikroorganismen). Er ist ein Maß für den Verschmutzungsgrad des Wassers.
Kalkgehalt und Säurebindungsvermögen bestimmen die Gesamthärte des Wassers. Dabei ist nur der Anteil der Carbonat- und Hydrogencarbonatverbindungen (Carbonathärte) für die biologischen Vorgänge im Wasser von Bedeutung. Das Säurebindungsvermögen steigt dabei mit dem Kalkgehalt des Wassers.
Ammonium-Stickstoff, Nitrat, Nitrit, Phosphate sind meist durch Verunreinigungen (Abwässer, Dünger etc.) bedingt. Phosphor ist in den meisten Oberflächengewässern der limitierende Faktor für das Algen- und Pflanzenwachstum.
Die elektrolytische Leitfähigkeit gibt die Gesamtkonzentration der im Wasser gelösten Ionen an. Die Leitfähigkeit der untersuchten Bäche ist erwartungsgemäß niedrig, entsprechend dem hier vorkommenden Urgestein. Die Restleitfähigkeit beschreibt das Ausmaß der anthropogenen Verschmutzung.

Die Temperatur der Gebirgsbäche ist, verglichen mit der hochsommerlichen Lufttemperatur, gering. Da Forellen einen hohen Sauerstoffgehalt des Wassers benötigen, dieser aber nur bei geringer Wassertemperatur gegeben ist, sind Bäche der Forellenregion immer sommer-kühl.
Der gemessene Sauerstoffgehalt der drei Bäche im Gasteinertal ist hoch mit Sättigungswerten von über 100% (Übersättigung). Dies ist zum einen auf die geringe Wassertemperatur zurückzuführen, aber auch durch die starken Turbulenzen im Wasserkörper, wie sie in alle drei Bäche vorkommen. Sauerstoffbedürftige Fischarten wie die Forellen halten sich daher bevorzugt in Bereichen von Stromschnellen und rasch fließenden Bachabschnitten auf und meiden Stillwasserzonen, in denen der Sauerstoffgehalt leicht absinkt. Sauerstoffmangel führt bei Fischen zu verminderter Nahrungsaufnahme, Schwächung und Parasitenbefall.
Die Gesamthärte zeigt bei allen drei Bächen ein sehr weiches Wasser. Geringe Carbonathärte bedeutet einen geringen Fischertrag, da das Säurebindungsvermögen um 0,1 mmol/l liegt (nur bei Werten zwischen 0,5 und 2 mmol/l kann mit gutem Fischwachstum gerechnet werden). Die Wassertemperaturen des Kötschachbaches, Anlaufbaches und der Nassfelder Ache, wie auch andere Parameter, entsprechen der Salmonidenregion.
Die pH-Werte bewegen sich im neutralen bis leicht basischen Bereich, der den Optimumbereich für das Überleben der meisten Wasserorganismen darstellt.
Die Werte für Ammonium, Chlorid, Orthophosphat, Nitrat und Eisen sind vernachlässigbar gering.
Im Kötschachbach und in der Nassfelder Ache wurde der Grenzwert für Nitrit überschritten. Vor allem in der Nassfelder Ache liegt der Wert deutlich über dem Grenzwert für Berglandgewässer von 0,02 mg/l. Die hohe Nitirit-Konzentration in der Nassfelder Ache ist daher vermutlich auf die starke Verunreinigung durch Fäkalien (Bereich der Asten Alm) der Weidetiere zurückzuführen.
- Text entnommen dem Beitrag von Mag. Regina PETZ-GLECHNER und Prof. Dr. Robert A. PATZNER, August 1997.

Nassfelder Ache, Astenalm Nassfelder Ache, Siglitztal Sauerstoffsättigung, Gasteiner Ache
- Chem.-physikal.-Parameter - Bildgalerie - Gebirgsbach
Fließkontinuum

Neben der Wasserchemie sind noch die unterschiedlichsten Barrieren für die Beeinflussung von Lebensräumen von entscheidender Bedeutung, insbesondere Geschiebesperren, versenkte Gitter in den Bächen, welche das Fließkontinuum beeinflussen oder gar verhindern wie z.B. künstlich geschaffene oder aber auch natürliche entstandene Stufenbildungen, die für Fische eine unüberwindliche Barriere schaffen.

Anlaufbach, Böckstein Anlaufbach, Böckstein Kötschachbach, Bad Gastein Anlaufbach, Böckstein Siglitzbach, Nassfeld

Indikatororganismen

Bestimmte Organismen zeigen eine enge Abhängigkeit zu ganz bestimmten Umweltfaktoren. Durch das Vorkommen oder Fehlen bestimmte Arten ist es möglich, auf physikalische wie chemische Gegebenheiten des Lebensraumes zu schließen. Für Gewässer sind dies insbesondere die Larven von Eintagsfliegen, Steinfliegen, Köcherfliegen, Schnecken, Fische u.a.

Bioindikator : Fisch

Da Fische auf Umwelteinflüsse sehr sensibel reagieren, sind sie auch als Bioindikatoren geeignet, den ökologischen Zustand eines Gewässers darzustellen. Es ist allerdings schwer, für diesbezügliche Untersuchungen geeignete Gewässer zu finden, da nahezu überall eine massive Beeinflussung der Fischfauna durch gestörte Umweltbedingungen vorliegt. Dazu gehören: Gewässerverbauungen - sie führen praktisch immer zu hohen Abstürzen, unpassierbaren Rampen und anderen Aufstiegshindernissen, die im Lauf der Zeit zur Folge haben, dass oberhalb liegende Gewässerabschnitte veröden, da von unten kein Zuzug mehr erfolgen kann. Auch Geschiebesperren und Kraftwerke zerstören die Durchgängigkeit des Gewässers. Abwassereinleitungen und sonstige Arten der Verunreinigung sind selbsterklärend. Falsche Besatzmaßnahmen durch Einbringen von fremden Rassen oder Arten können ebenfalls heimische Arten gefährden oder ganz ausrotten, da Fische aus Fischereianstalten ein völlig anderes Aktivitätsverhalten zeigen als Wildformen, die eine optimale genetische Information für ihr jeweiliges Gewässer (z.B. Anpassung an Hochwasser) aufweisen.

Im Bereich der Asten Alm konnten in der Nassfelder Ache keine Fische nachgewiesen werden. In Böckstein, vor der Einmündung des Anlaufbaches sollen 5 bis 10 Bachforellen auf 100m Bachlänge vorkommen.
Die einzige vorkommende Fischart im Anlaufbach ist die Bachforelle (Salmo trutta f. fario). Die Bestandsberechnung ergibt einen Fischbestand von 22 Bachforellen pro 100 m Bachlänge (367 Individuen/ha) im Bereich Brücke/Absturzbauwerk.
Die Bestandsberechnung ergibt einen Fischbestand von 20- 70 Bachforellen pro 100m Bachlänge (je nach Befischungsstelle). Im Bereich Böcksteiner Brücke (Passauer) finden sich 70 Individuen pro 100 Meter Bachstrecke, was 879 Individuen pro ha entspricht. Das Bachbett ist hier durch Ufermauern befestigt, die Bachsohle ist naturbelassen. Kaskadenförmige Abstürze zwischen größeren Steinen können von Fischen problemlos überwunden werden.
Im Kötchachbach im Bereich Reedsee-Steg konnten keine Fische nachgewiesen werden. Im Bereich Hoteldorf Grüner Baum und Cafe Himmelwand waren wenige Bachforellen (Salmo trutta f. fario) und ein Bachsaibling (Salvelinus fontinalis) auszumachen.
Das Vorkommen eines einzelnen Bachsaiblings im Kötschachbach und in der Nassfelder Ache ist auf Besatzmaßnahmen zurückzuführen (unbeabsichtigtes Einbringen mit Forellensetzlingen). Nur der Fischbestand der Restwasserstrecke im Anlaufbach ist relativ groß und hebt sich mit 879 Bachforellen pro ha deutlich von den übrigen untersuchten Abschnitten ab (Besatzmaßnahmen ?).

Bioindikator : Makrozoobenthos

Unter dem Makrozoobenthos wird die Gesamtheit der in der Bodenzone und dem Uferbereich eines Gewässers lebenden und mit bloßem Auge erkennbaren tierischen Organismen verstanden. Es setzt sich aus einer Vielzahl unterschiedlicher Tiergruppen zusammen. Das Makrozoobenthos eignet sich, um den qualitativen Zustand von Gewässern zu analysieren, da es in praktisch allen Gewässertypen in ausreichender Artenfülle vertreten ist und sich aus einer Vielzahl unterschiedlicher Anspruchstypen zusammensetzt (z.B. hinsichtlich Nahrungserwerb, Besiedlungsstrukturen, Entwicklungsweise, Ausbreitungsfähigkeit usw.) und Artengruppen beinhaltet, die auch Strukturen außerhalb des Gewässers repräsentieren können.
Im August und Oktober 1996 wurden der Kötschachbach, der Anlaufbach, die Nassfelder Ache und die Gasteiner Ache einer biologischen Gewässergütebeurteilung mit Hilfe des Makrozoobenthos unterzogen. Für die Auswertung nach dem Saprobiensystem dienten vor allem Larven von Steinfliegen, Eintagsfliegen, Köcherfliegen und Zweiflüglern sowie Wasserkäfer. Wie erwartet können der Kötschach- und Anlaufbach sowie die Nassfelder Ache im Mittel als Gewässer der Güteklasse I (oligosaprob) eingestuft werden. Kennzeichnend ist reines, nährstoffarmes und annähernd sauerstoffgesättigtes Wasser.

Indikatororganismen, Gasteinertal
Indikatororganismen

Stillgewässer

Bioindikatoren für Stillgewässer (Teiche, Badesee) sind wie anderswo auch im Gasteinertal Wassermollusken (Schnecken, Muscheln). Als Umsetzer toter, organischer Substanz haben sie eine wichtige Aufgabe im Stoff- und Energiehaushalt der Gewässer. Mollusken haben im Vergleich zu vielen anderen Tierarten (z.B. Insekten) meist nur einen relativ geringen Ausbreitungsradius. Biotopveränderungen können sie sich daher kaum durch abwandern entziehen. Gewässer, aus denen sie einmal verschwunden sind, werden nur langsam oder gar nicht wieder besiedelt.
Bioindikator : Wassermollusken

Wassermollusken fehlen bei uns im Hochgebirge und wurden auch in der Nassfelder Ache sowie im Anlauf- und Kötschachbach nicht gefunden. Massenvorkommen von Valvata cristata, Stagnicola fuscus, Radix auricularia, Gyraulus albus und Planorbis planorbis wurden vor allem festgestellt in stehenden Kleingewässern wie Straßengräben und Tümpeln. Auch Galba truncatula, der Zwischenwirt des Großen Leberegels, konnte häufig in winzigen Wasseransammlungen im Gasteinertal entdeckt werden.
- Quelle: "Die Bäche des Gasteinertales" von Robert A. Patzner . . .

Wasserchemie im Detail
- chemisch physikalischen Proben -

Siehe auch die Seiten:
- Biotope - Biotopkartierung - Übersicht
- Biotope - Katastralgemeinden - Gasteins
- Umwelt - Klima im Wandel -
- Umweltfaktoren - Wasserchemie-II - . . .

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Anmerkung: Die Informationen wurden auszugsweise dem Buch "Die Bäche des Gasteinertales" von Robert A. Patzner, Europäischer Verlag der Wissenschaften, Frankfurt am Main 2000 entnommen.

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